高考生物大二輪新突破通用版講義第1部分專題12考點(diǎn)2細(xì)胞工程

細(xì)胞工程1．植物組織培養(yǎng)(1)植物組織培養(yǎng)的兩個(gè)關(guān)鍵(2)植物激素的使用細(xì)胞分裂素比例較高時(shí)，促進(jìn)芽分化，抑制根形成；生長(zhǎng)素比例較高時(shí)，促進(jìn)根分化，抑制芽形成。(3)光照的使用脫分化階段不需要給予光照，再分化階段需要給予光照，以利于葉綠素的合成。2．植物體細(xì)胞雜交技術(shù)(1)圖中過(guò)程①用纖維素酶和果膠酶處理除去細(xì)胞壁，得到的原生質(zhì)體包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核三部分。(2)圖中過(guò)程②的原理是細(xì)胞膜的流動(dòng)性，其誘導(dǎo)方法有PEG、電激、離心、振動(dòng)等。(3)原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志是雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁。3．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的特殊條件(1)營(yíng)養(yǎng)條件：加入動(dòng)物血清、血漿等；通入氧氣以滿足代謝的需要；通入二氧化碳以維持培養(yǎng)液的pH。(2)胰蛋白酶的兩次使用：首先用胰蛋白酶處理動(dòng)物的器官或組織，以制備單細(xì)胞懸液；培養(yǎng)過(guò)程中發(fā)生接觸抑制時(shí)，同樣要用胰蛋白酶使細(xì)胞分散開(kāi)。(3)避免雜菌污染的措施：培養(yǎng)液及培養(yǎng)用具滅菌處理，加入一定量的抗生素，定期更換培養(yǎng)液。4．克隆動(dòng)物培育的流程(1)①～⑤的過(guò)程名稱：①去核；②取核；③核移植；④早期胚胎培養(yǎng)；⑤胚胎移植。(2)D新個(gè)體的性別與B動(dòng)物相同。(3)D新個(gè)體的絕大多數(shù)性狀與B動(dòng)物相同。其原因是①D新個(gè)體的大部分性狀受來(lái)自B動(dòng)物的細(xì)胞核控制，而D個(gè)體細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來(lái)自A受體卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)。②生物性狀不僅與遺傳物質(zhì)有關(guān)，還受環(huán)境的影響。5．單克隆抗體制備的過(guò)程1．(2019·全國(guó)卷Ⅱ)植物組織培養(yǎng)技術(shù)在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一種途徑。與常規(guī)的種子繁殖方法相比，這種微型繁殖技術(shù)的特點(diǎn)有___________________________________________________(答出2點(diǎn)即可)。(2)通過(guò)組織培養(yǎng)技術(shù)，可把植物組織細(xì)胞培養(yǎng)成胚狀體，再通過(guò)人工種皮(人工薄膜)包裝得到人工種子(如圖所示)，這種人工種子在適宜條件下可萌發(fā)生長(zhǎng)。人工種皮具備透氣性的作用是__________________。人工胚乳能夠?yàn)榕郀铙w生長(zhǎng)提供所需的物質(zhì)，因此應(yīng)含有植物激素、________和________等幾類物質(zhì)。(3)用脫毒苗進(jìn)行繁殖，可以減少作物感染病毒。為了獲得脫毒苗，可以選取植物的________進(jìn)行組織培養(yǎng)。(4)植物組織培養(yǎng)技術(shù)可與基因工程技術(shù)相結(jié)合獲得轉(zhuǎn)基因植株。將含有目的基因的細(xì)胞培養(yǎng)成一個(gè)完整植株的基本程序是____________________(用流程圖表示)。解析：(1)與常規(guī)的種子繁殖方法相比，植物微型繁殖技術(shù)具有能保持植物原有的遺傳特性、繁殖速度快等特點(diǎn)。(2)人工種皮具有透氣性，有利于胚狀體進(jìn)行呼吸作用；人工胚乳能夠?yàn)榕郀铙w生長(zhǎng)提供植物激素、礦質(zhì)元素和糖等物質(zhì)。(3)植物分生區(qū)附近的病毒極少，甚至無(wú)病毒。為獲得脫毒苗，可以選取植物的莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)。(4)將含有目的基因的細(xì)胞培養(yǎng)成一個(gè)完整植株的基本程序是含目的基因的細(xì)胞eq\o(→,\s\up10(培養(yǎng)))愈傷組織eq\o(→,\s\up10(誘導(dǎo)分化))小植株。答案：(1)能保持植物原有的遺傳特性，繁殖速度快(2)有利于胚狀體進(jìn)行呼吸作用礦質(zhì)元素糖(3)莖尖(4)含目的基因的細(xì)胞eq\o(→,\s\up10(培養(yǎng)))愈傷組織eq\o(→,\s\up10(誘導(dǎo)分化))小植株2．(2018·全國(guó)卷Ⅲ)2018年《細(xì)胞》期刊報(bào)道，中國(guó)科學(xué)家率先成功地應(yīng)用體細(xì)胞對(duì)非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物進(jìn)行克隆，獲得兩只克隆猴——“中中”和“華華”?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過(guò)程，核移植是指________________________________________________________。通過(guò)核移植方法獲得的克隆猴，與核供體相比，克隆猴體細(xì)胞的染色體數(shù)目________(填“減半”“加倍”或“不變”)。(2)哺乳動(dòng)物的核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植，胚胎細(xì)胞核移植獲得克隆動(dòng)物的難度__________(填“大于”或“小于”)體細(xì)胞核移植，其原因是_______________。(3)在哺乳動(dòng)物核移植的過(guò)程中，若分別以雌性個(gè)體和雄性個(gè)體的體細(xì)胞作為核供體，通常，所得到的兩個(gè)克隆動(dòng)物體細(xì)胞的常染色體數(shù)目________(填“相同”或“不同”)，性染色體組合________(填“相同”或“不同”)。解析：(1)動(dòng)物核移植是將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個(gè)新的胚胎，這個(gè)新的胚胎最終發(fā)育為動(dòng)物個(gè)體。用核移植的方法得到的動(dòng)物稱為克隆動(dòng)物，與核供體相比，其細(xì)胞的染色體數(shù)目不變。(2)由于動(dòng)物胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)其全能性相對(duì)容易，而動(dòng)物體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)其全能性十分困難，所以，胚胎細(xì)胞核移植獲得克隆動(dòng)物的難度明顯低于體細(xì)胞核移植。(3)哺乳動(dòng)物雌性和雄性個(gè)體的體細(xì)胞中常染色體數(shù)目相同，所以分別以雌性和雄性個(gè)體的體細(xì)胞為供體，克隆動(dòng)物體細(xì)胞的常染色體數(shù)目相同，但其性染色體組合不同。答案：(1)將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞核，移入一個(gè)已去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中不變(2)小于胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)全能性相對(duì)容易(3)相同不同植物細(xì)胞工程及應(yīng)用1．(2019·全國(guó)卷Ⅲ)培養(yǎng)胡蘿卜根組織可獲得試管苗，獲得試管苗的過(guò)程如圖所示。eq\x(\a\al(切取潔凈的,胡蘿卜根段))→eq\x(\a\al(對(duì)根段進(jìn),行消毒))→eq\x(\a\al(切取1cm3左右?guī)в?形成層的組織塊))→①②③eq\x(\a\al(接種組,織塊))→eq\x(\a\al(誘導(dǎo)組織塊形,成愈傷組織))→eq\x(\a\al(誘導(dǎo)愈傷組織,形成試管苗))④⑤⑥回答下列問(wèn)題。(1)利用胡蘿卜根段進(jìn)行組織培養(yǎng)可以形成試管苗。用分化的植物細(xì)胞可以培養(yǎng)成完整的植株，這是因?yàn)橹参锛?xì)胞具有__________________。鞏固提升見(jiàn)P195第7題(1)(2)步驟③切取的組織塊中要帶有形成層，原因是__________________。(3)從步驟⑤到步驟⑥需要更換新的培養(yǎng)基，其原因是__________________。在新的培養(yǎng)基上愈傷組織通過(guò)細(xì)胞的________過(guò)程，最終可形成試管苗。(4)步驟⑥要進(jìn)行照光培養(yǎng)，其作用是___________________。(5)經(jīng)組織培養(yǎng)得到的植株，一般可保持原品種的__________，這種繁殖方式屬于________繁殖。解析：(1)分化的植物細(xì)胞可以培養(yǎng)成完整的植株，這是因?yàn)橹参锛?xì)胞具有全能性。(2)在本實(shí)驗(yàn)中，切取胡蘿卜塊時(shí)要切取含有形成層的部分，原因是形成層容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。(3)決定植物細(xì)胞脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是植物激素的種類和比例，步驟⑤(誘導(dǎo)愈傷組織形成)和步驟⑥(誘導(dǎo)愈傷組織分化形成試管苗)所需的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例不同，故從步驟⑤到步驟⑥需更換培養(yǎng)基。愈傷組織通過(guò)細(xì)胞的再分化過(guò)程形成試管苗。(4)步驟⑥需要光照培養(yǎng)，其作用是誘導(dǎo)葉綠素的形成，使試管苗能夠進(jìn)行光合作用。(5)組織培養(yǎng)沒(méi)有經(jīng)過(guò)兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合，因此屬于無(wú)性繁殖，組織培養(yǎng)得到的植株保持了原品種的遺傳特性。答案：(1)全能性(或形成完整植株所需的全部基因)(2)形成層容易誘導(dǎo)形成愈傷組織(3)誘導(dǎo)愈傷組織形成和誘導(dǎo)愈傷組織分化形成試管苗所需的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例不同分化(或再分化)(4)誘導(dǎo)葉綠素的形成，使試管苗能夠進(jìn)行光合作用(5)遺傳特性無(wú)性2．(2019·淄博市高三一模)馬鈴薯是重要的經(jīng)濟(jì)作物，植物細(xì)胞工程在馬鈴薯的脫毒及育種等方面有重要應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)培育脫毒馬鈴薯時(shí)，外植體宜選用________(填“莖尖”或“葉片”)，不選另一個(gè)的理由是__________________________。(2)植物組織培養(yǎng)常用到愈傷組織培養(yǎng)基、生芽培養(yǎng)基和生根培養(yǎng)基。在愈傷組織培養(yǎng)基上，外植體經(jīng)脫分化形成愈傷組織，愈傷組織是一團(tuán)__________________________。在再分化階段，生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素參與了細(xì)胞分化方向的調(diào)節(jié)，與生根培養(yǎng)基相比，一般情況下生芽培養(yǎng)基中________________________。(3)馬鈴薯栽培種的抗病性和抗逆性較差，野生馬鈴薯種的抗病性和抗逆性較好，但二者存在雜交不親和性。利用野生馬鈴薯種，通過(guò)細(xì)胞工程改進(jìn)馬鈴薯栽培種種質(zhì)的思路是________________。(4)避免微生物污染、優(yōu)化培養(yǎng)條件可提高植物組織培養(yǎng)的成功率。在植物組織培養(yǎng)時(shí)，應(yīng)從________________________________等方面制定措施，減少污染(至少答出2點(diǎn))；在培養(yǎng)室中培養(yǎng)時(shí)，注意優(yōu)化培養(yǎng)環(huán)境，控制________________等培養(yǎng)條件(至少答出3點(diǎn))。解析：(1)培育脫毒馬鈴薯時(shí)，一般選擇莖尖作為外植體，而葉肉細(xì)胞帶病毒(病毒量大)、細(xì)胞的全能性低，一般不能作為外植體。(2)植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，外植體經(jīng)過(guò)脫分化形成的愈傷組織是一團(tuán)具有分生能力(高度液泡化的)薄壁細(xì)胞。再分化形成芽和根的過(guò)程中，生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例是有一定的要求的，與生根培養(yǎng)基相比，一般情況下生芽培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素含量低、細(xì)胞分裂素含量高。(3)由題意可知，兩種馬鈴薯之間存在生殖隔離，但是各有其優(yōu)點(diǎn)，則可以通過(guò)體細(xì)胞雜交技術(shù)將兩者的優(yōu)點(diǎn)在同一后代中得以體現(xiàn)，即將野生馬鈴薯種細(xì)胞與馬鈴薯栽培種細(xì)胞融合，經(jīng)植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)成植株。(4)在植物組織培養(yǎng)時(shí)，為了減少污染，應(yīng)該從外植體消毒、培養(yǎng)基及器械滅菌、實(shí)驗(yàn)人員無(wú)菌操作等方面制定措施；在培養(yǎng)室中培養(yǎng)時(shí)，注意優(yōu)化培養(yǎng)環(huán)境，控制溫度、光照、濕度、氣體環(huán)境(O2、CO2)等培養(yǎng)條件。答案：(1)莖尖葉肉細(xì)胞帶病毒(病毒量大)、細(xì)胞的全能性低(2)具有分生能力的(高度液泡化的)薄壁細(xì)胞生長(zhǎng)素含量低、細(xì)胞分裂素含量高(3)將野生馬鈴薯種細(xì)胞與馬鈴薯栽培種細(xì)胞融合，經(jīng)植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)成植株(4)外植體消毒、培養(yǎng)基及器械滅菌、實(shí)驗(yàn)人員無(wú)菌操作溫度、光照、濕度、氣體環(huán)境(O2、CO2)有關(guān)植物細(xì)胞工程的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題(1)植物細(xì)胞A和植物細(xì)胞B雜交獲得的雜種細(xì)胞的類型有三種：AA型、BB型、AB型，符合要求的只有AB型，需要進(jìn)行篩選。(2)雜種細(xì)胞形成的標(biāo)志：新細(xì)胞壁的生成。(3)雜種植株遺傳物質(zhì)的變化：雜種植株的變異類型屬于染色體變異，雜種植株的染色體數(shù)通常是兩親本細(xì)胞染色體數(shù)目之和，雜種植株屬于異源多倍體。(4)植物組織培養(yǎng)時(shí)植物激素和光照的使用①植物激素的使用脫分化階段細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素的比例適中，以促進(jìn)細(xì)胞的分裂和脫分化；再分化階段細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素比例較高時(shí)，以促進(jìn)芽形成，比例較低時(shí)，促進(jìn)根的形成。②光照的使用脫分化階段不需要給予光照，再分化階段需要給予光照，以利于葉綠素的形成。(5)利用植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物時(shí)，有時(shí)只需將外植體培養(yǎng)到愈傷組織，從愈傷組織中獲取產(chǎn)物。動(dòng)物細(xì)胞工程及應(yīng)用1．(2016·全國(guó)卷Ⅱ)下圖表示通過(guò)核移植等技術(shù)獲得某種克隆哺乳動(dòng)物(二倍體)的流程?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)圖中A表示正常細(xì)胞核，染色體數(shù)為2n，則其性染色體的組成可為_(kāi)_______。過(guò)程①表示去除細(xì)胞核，該過(guò)程一般要在卵母細(xì)胞培養(yǎng)至適當(dāng)時(shí)期再進(jìn)行，去核時(shí)常采用________的方法。②代表的過(guò)程是________。(2)經(jīng)過(guò)多次傳代后，供體細(xì)胞中________的穩(wěn)定性會(huì)降低。因此，選材時(shí)必須關(guān)注傳代次數(shù)。(3)若獲得的克隆動(dòng)物與供體動(dòng)物性狀不完全相同，從遺傳物質(zhì)的角度分析其原因是______________________________________。(4)與克隆羊“多莉(利)”培育成功一樣，其他克隆動(dòng)物的成功獲得也證明了__________________________________________。解析：(1)哺乳動(dòng)物的正常細(xì)胞核中性染色體的組成為XX(雌性)或XY(雄性)。卵母細(xì)胞在培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂的中期時(shí)，常采用顯微操作法去除細(xì)胞核。②過(guò)程是將早期胚胎移植到代孕個(gè)體的子宮中，即代表的是胚胎移植。(2)一般來(lái)說(shuō)，動(dòng)物細(xì)胞在傳代培養(yǎng)到10～50代時(shí)，部分細(xì)胞的細(xì)胞核型可能會(huì)發(fā)生變化，即遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性會(huì)降低。因此，選材時(shí)一般選10代以內(nèi)的細(xì)胞，以保證細(xì)胞正常的二倍體核型。(3)獲得的克隆動(dòng)物性狀與供體動(dòng)物基本相同，但不完全相同，從遺傳物質(zhì)的角度分析，性狀不完全相同的原因是克隆動(dòng)物細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)來(lái)自去核卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)，細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會(huì)對(duì)克隆動(dòng)物的性狀產(chǎn)生影響。(4)高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞的全能性受到限制，但其細(xì)胞核的全能性在卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中的物質(zhì)的作用下仍能得以表達(dá)。故克隆羊“多莉(利)”以及其他克隆動(dòng)物的培育成功，證明了高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核仍具有全能性。答案：(1)XX或XY顯微操作胚胎移植(2)遺傳物質(zhì)(3)卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會(huì)對(duì)克隆動(dòng)物的性狀產(chǎn)生影響(4)動(dòng)物已分化體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性2．(2019·遼陽(yáng)市高三模擬)下圖表示通過(guò)現(xiàn)代生物技術(shù)制備單克隆抗體的兩種途徑，其中①～⑥表示相關(guān)過(guò)程。請(qǐng)分析并回答下列問(wèn)題：(1)細(xì)胞A的名稱是________。與通過(guò)傳統(tǒng)方法獲得的抗體相比，通過(guò)上述兩種途徑得到的單克隆抗體具有的顯著優(yōu)點(diǎn)是__________________。(2)通過(guò)過(guò)程④________可獲得V1基因。用________技術(shù)可以獲得更多的V1基因。(3)抗體1與抗體2的氨基酸排列順序相同，兩者的生物活性________(填“相同”或“不相同”)，原因是_______________。(4)除通過(guò)上述途徑獲得的單克隆抗體外，請(qǐng)?jiān)賹懗鲆环N目前應(yīng)用動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)生產(chǎn)的生物制品：________。解析：(1)依題意并分析圖示可知：從免疫的小鼠體內(nèi)分離出的細(xì)胞A是漿細(xì)胞。單克隆抗體具有的顯著優(yōu)點(diǎn)是特異性強(qiáng)、靈敏度高、可大量制備。(2)過(guò)程④是以mRNA為模板獲得V1基因的逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程。欲獲得更多的